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Estudio de la contracción del concreto cemento – arena, utilizando cemento portland tipo I, Iquitos - 2021
(Universidad Científica del Perú, 2021-04-27) Pinedo Izquierdo, José Luis; Bautista Serpa, Liliana
Es frecuente en nuestro medio, encontrar en los diferentes proyectos, problemas de fisuración, problemas de tipo constructivo y de diseño estructural, derivados de los cambios volumétricos en el concreto, y que en muchos de los casos no son adecuadamente identificados y evaluados en cuanto a sus causas y trascendencia, originándose discrepancias técnicas y hasta de tipo legal por desconocimiento de los mecanismos que controlan estos comportamientos. Por lo tanto, todos los análisis de esta investigación, sobre el efecto de la relación agua/cemento y agregado fino, se refiere solo a estos parámetros referidos a la contracción. El problema general de la investigación es, ¿Cómo influye el uso del cemento Portland Tipo I en el control de cambio de longitud asociada a la contracción en el concreto cemento – arena en Iquitos 2021? El principal objetivo es estudiar el comportamiento del concreto cemento – arena utilizando cemento portland Tipo I para la medición de la contracción en Iquitos 2021. Los primeros ensayos a realizar fueron los que determinan las propiedades físicas de los agregados; posteriormente se realizaron los diseños de mezcla para el concreto con tres diferentes relaciones w/c de 0.55, 0.60 y 0.70; finalmente se realizaron los ensayos en estado fresco y endurecido, resaltando los ensayos de contracción. Para el ensayo de contracción libre con curado y sin curado se usaron 10 moldes prismáticos de 75 x 75 x 285 mm. por cada relación w/c haciendo un total de 30 prismas de concreto cemento – arena para ser analizados. Los datos obtenidos se realizaron durante 28 días. Se observaron que para las tres relaciones w/c de 0.55, 0.60 y 0.70, en los prismas sin curado existe contracción y los prismas con curado a 28 días existe expansión en las relaciones w/ de 0.55 y 0.60, mientras que en la relación w/c 0.70, existe contracción. Presentándose en la relación w/c = 0.55, mayor cambio de longitud. Por lo que el concreto cemento – arena, emplea un alto contenido de agua, es decir, utiliza más pasta que un concreto convencional. De todo esto se concluye que a mayor relación w/c el cambio de longitud (contracción) será menor, de manera que la variable de agregado fino, el contenido de cemento y el contenido de agua tienen mucha influencia en el proceso de cambio de longitud en el concreto cemento – arena.
Estudio De La Contracción Del Concreto Cementoarena, Con Cemento Portland Tipo I Y Aditivo Superplastificante Masterease 3900, Iquitos - 2022
(Universidad Científica del Perú, 2023-06-28) Doza Saboya, Dominick Ronaldo; Pinedo Burga, Juan Pedro Germán; Bautista Serpa, Liliana
La construcción civil en nuestro país y las distintas metodologías de construcción son complejas y variantes a lo largo del territorio, esto debido a la gran diversidad climática, geológica y accesibilidad a recursos y materiales a lo largo y ancho de nuestro país, y más aún esto se refleja en las metodologías de construcción en nuestra región Loreto debido a la falta de canteras naturales de agregado grueso y de agregado fino que cumplan con los estándares de la norma técnica peruana de construcción, además tenemos un clima tropical cambiante. Los ensayos a realizar en la primera etapa de esta investigación fueron establecer las propiedades físicas del agregado a utilizar, luego el desarrollo de los diseños de mezcla para los concreto cemento-arena de relación agua/cemento 0.60 con 0.5%, 1.0% y 1.5% de aditivo añadido; para después realizar los ensayos de concreto en estado fresco y en estado endurecido, así como también los ensayos de contracción. Para el En específico el concreto cemento-arena o también conocido como mortero tiende a presentar problemas de fisuración, más comúnmente en elementos estructurales, como losas aligeradas, columnas, vigas o vigas de cimentación, esto debido a los cambios volumétricos del concreto producto de su propio proceso de fraguado, y que en la mayoría de los casos no son debidamente identificados, analizados y contrarrestados. Por lo tanto, los análisis de la presente investigación, sobre el efecto que causa en el concreto cemento-arena el aditivo superplastificante MasterEase 3900 y el agregado fino utilizado, se refieren solo a los parámetros referidos a la contracción. El problema general de la investigación es, ¿Cómo influye el uso del cemento portland tipo I y aditivo superplastificante MasterEase 3900 en el control de cambio de longitud asociada a la contracción en el concreto cemento – arena en Iquitos 2022? El principal objetivo es "Estudiar la contracción del concreto cemento – arena utilizando cemento portland Tipo I y aditivo superplastificante MasterEase 3900 para la medición del cambio longitudinal, en Iquitos 2022". xviii caso del ensayo de contracción de concreto se utilizaron 10 prismas de 75x75x285 mm. por cada concreto con diferente porcentaje de aditivo añadido, al mismo tiempo se agrupó en “curados 28 días” y “sin curado”, haciendo un total de 30 prismas de concreto cemento-arena para ser analizados. Los datos se recogieron a lo largo de 28 días consecutivos. Se observó que existe una diferencia relativamente significativa en la contracción del concreto “sin curado” y el concreto “curado 28 días” presentándose en ambos casos contracción del concreto. Notándose menor contracción en los prismas del concreto cemento-arena con 0.5% de aditivo superplastificante MasterEase 3900 y curados 28 días; mientras que se observó una mayor contracción en el concreto cemento-arena con 1.5% de aditivo superplastificante MasterEase 3900 sin curado. De la información mencionada se concluye que, a menor porcentaje de aditivo añadido, el concreto tiende a contraerse en menor medida, siendo de mucha importancia el proceso continuo de curado del concreto cementoarena para obtener concretos de óptimo desarrollo.
Estudio experimental de correlaciones entre ensayos proctor modificado, CBR y densidad relativa en suelos granulares usuales empleados en la ciudad de Iquitos, 2022
(Universidad Científica del Perú, 2024-12-06) Reyes Cardenas, Javier Enrique; Sarmiento Morris, Jack Edward; Bautista Serpa, Liliana
La densidad relativa es una forma de determinar el grado de compacidad (compactación) de un suelo y se puede emplear tanto para suelos en estado natural como para rellenos compactados artificialmente. Es por esto, que en la presente investigación se tiene como problema general, encontrar la correlación entre los ensayos Proctor Modificado, CBR y Densidad Relativa en suelos granulares usuales empleados en la ciudad de Iquitos, 2022. Por otro lado, el objetivo principal de la investigación es de correlacionar experimental y analíticamente, algunos de los parámetros que están directamente vinculados a la resistencia de suelos granulares y compactación de las mismas, desarrollándose ensayos tales como: Proctor Modificado, CBR y Densidad Relativa. En la presente tesis de investigación se realizaron diversos ensayos, tanto en campo y en laboratorio, los cuales darán base a la presente investigación, cabe resaltar que los principales ensayos que serán factor de estudios son el de Proctor Modificado, C.B.R. (California Bearing Ratio) y los ensayos de Densidad Relativa. Se determinaron la densidad máxima y mínima ASTM D – 4253 // NTP 339.137 y ASTM D – 4254 // NTP 339.138 (método “A”): Para la cantera Astoria en relación a los ensayos obtenidos se obtuvieron valores de densidad máxima y mínima de 1.667, 1.697, 1.670, 1.715, 1.710 gr/cm3 y 1.376, 1.400, 1.382, 1.387, 1.362 gr/cm3 obteniéndose valores de densidad relativa de 90.08, 91.13, 92.79, 92.72, 91.40% considerándose una condición de compacidad relativa muy densa (véase Tabla N° 17). Y para la cantera Irina Gabriela se obtuvieron los valores de densidad máxima y mínima de 1.704, 1.781, 1.717, 1.860, 1.784 gr/cm3 y 1.470, 1.403, 1.498, 1.735, 1.513 gr/cm3 obteniéndose valores de densidad relativa de 81.38, 82.59, 83.61, 82.55, 81.23% considerándose una condición de compacidad relativa muy densa (véase Tabla N° 16). Respecto a las densidades máximas y mínimas se puede notar que los valores con mejor condición de densidad se encuentran en la cantera Irina Gabriela, pero en el valor de densidad relativa se nota una disminución de este valor.
Estudio Exploratorio En Diseño De Mezclas Del Concreto Cemento-Arena Liviano Empleando Perlitas De Poliestireno, Arcilla Expandida Y Agregado Fino De La Cantera Irina Gabriela, Distrito San Juan Bautista, Iquitos 2018
(Universidad Científica del Perú, 2019) Barba Silva, Christian Roberto; García Sánchez, Víctor Hugo; Bautista Serpa, Liliana
El concreto es uno de los materiales más importantes en la industria de la construcción, por consiguiente, siempre se está buscando mejoras en su producción para mejorar sus propiedades físicas y mecánicas. Por lo tanto, la elaboración de un concreto liviano el cual disminuye su peso propio respecto al concreto tradicional, es una mejora significativa. No obstante, existe una gran dificultad en la producción de dicho concreto liviano, puesto que, en el Perú no existe una normativa ni dosificación autorizada. Por otra parte, se han realizado investigaciones a las propiedades mecánicas del concreto liviano consiguiendo resultados a la compresión no tan bajos. La presente investigación tiene como materia principal encontrar diseños óptimos para la elaboración de concretos livianos: Espuma de concreto, Concreto liviano no estructural y Concreto estructural de baja densidad; a base de poliestireno expandido o arcilla expandida. Los cuales cumplan con las densidades y resistencia a la compresión establecidas por el “Portland Cement Association” para ser considerados concretos livianos. Los materiales involucrados en la elaboración del concreto liviano en la presente tesis, fueron: arena de la cantera Irina Gabriela, cemento Portland Tipo I, perla de poliestireno, arcilla expandida y aditivos como superplastificante e incorporador de aire. La investigación está dividida primordialmente en 3 partes: Características de los materiales; en el cual se encontraron las propiedades físicas de los agregados involucrados como agregado fino, perla de poliestireno y arcilla expandida. Fase exploratoria; en el cual se realizaron diseños exploratorios al no existir antecedentes de investigación que involucraran los materiales con la arena de nuestra zona. En esta fase se encontraron las densidades del concreto en estado fresco y la resistencia a la compresión a los 28 días. xxii Fase óptima; en esta fase se eligieron los diseños óptimos de la fase exploratoria; a los cuales se le realizaron ensayos al estado fresco y endurecido. Al obtener los resultados de la fase óptima, se pasó a la verificación de la hipótesis, el cual confirma la hipótesis planteada, encontrándose que, los concretos livianos: Espuma de concreto, Concreto liviano no estructural y Concreto estructural de baja densidad; cumplen con las densidades y resistencia a la compresión establecidas por el “Portland Cement Association”. Del cual se confirma que la elaboración de concretos livianos con la arena de nuestra zona brinda una resistencia a la compresión aceptable. Finalmente, se realizó un análisis de costos, en el cual se compararon los costos obtenidos por los concretos livianos: Espuma de concreto, Concreto liviano no estructural y Concreto estructural de baja densidad; con diseños de concreto (cemento-arena) elaborados por el Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayo de Materiales de la Universidad Científica del Perú. Encontrándose que los concretos livianos con perla de poliestireno (Espuma de concreto y Concreto liviano no estructural) cuentan con una diferencia mínima en costo por m³. Por el contrario, el concreto liviano con arcilla expandida (Concreto estructural de baja densidad) presenta una diferencia superior en su costo de producción por m³, en gran medida, por no existir producción de arcilla expandida en nuestra zona.
Evaluación del diseño concreto autocompactable cemento – arena, utilizando agregado fino del cauce fluvial (río amazonas) y aditivo de alto rango, Iquitos – 2024
(Universidad Científica del Perú, 2024-12-16) Roman Peralta, Nilthon Javier; Trigoso Cardenas, Cristian Martin; Bautista Serpa, Liliana
La industria de la construcción se enfrenta a desafíos específicos en su búsqueda de la calidad total debido a su complejidad y dinamismo inherentes, lo que le distingue de la industria manufacturera, donde la estandarización y control de procesos son más factibles. El concreto autocompactante es una solución innovadora que combina trabajabilidad, productividad y calidad. Por consiguiente, en la investigación realizada se busca determinar un concreto autocompactable cemento – arena, con agregado fino del cauce fluvial y aditivo de alto rango que cumpla con las resistencias requeridas en estado endurecido. El problema general de la investigación se centra en, ¿Cómo influye el uso del agregado fino del cauce fluvial y aditivo de alto rango en el comportamiento del concreto autocompactable cemento – arena en Iquitos 2024?, teniendo como principal objetivo evaluar el diseño del concreto autocompactable cemento – arena, utilizando agregado fino del cauce fluvial (río amazonas) y aditivo de alto rango en estado fresco y endurecido en Iquitos, 2024. La investigación es de tipo exploratoria mientras que el diseño de investigación es de carácter experimental. La metodología utilizada consistió en realizar ensayos físicos en el agregado fino, diseñar mezclas de concreto patrón con relaciones a/c = 0.50 y 0.55. Y a partir de estas generar mezclas en su condición fluida que cumpla con los parámetros de extensibilidad de flujo y flujo de asentamiento. Se utilizaron porcentajes de aditivos de alto rango que van desde 0.75%, 1.00% y 1.25%. Finalmente se realizaron ensayos en estado fresco y endurecido, dando prioridad a los parámetros del concreto autocompactable. El estudio revela que la resistencia a la compresión disminuye a medida que se incrementan las dosis de aditivo de alto rango (MasterRheobuild 1201), encontrándose la dosificación más óptima en 0.75% del peso del cemento, lo que produce un aumento significativo en la resistencia respecto al concreto patrón y a las otras dosificaciones de aditivo.
Evaluación térmica del concreto masivo de la obra puente nanay, Iquitos – 2023
(Universidad Científica del Perú, 2024-03-05) Ramírez Gil, Adrián; Vásquez García, Gerhard Lirio; Bautista Serpa, Liliana
En la ciudad de Iquitos, desde el año 2017 se llevó a cabo la obra del proyecto de inversión pública "CONSTRUCCIÓN DEL TRAMO I: BELLAVISTA – SANTO TOMÁS (PUENTE NANAY Y VIADUCTOS DE ACCESO)” que forma parte del proyecto “CONSTRUCCION DE LA CARRETERA BELLAVISTA - MAZAN - SALVADOR - EL ESTRECHO”, con Código SNlP 396, tiene como Unidad Formuladora al Proyecto Especial Binacional Desarrollo Integral de la Cuenca del río Putumayo, PEDICP, del Ministerio de Agricultura, y como Unidad Ejecutora al MTC - PROVIAS descentralizado (PVD). Inicia en Bellavista, en la Av. La Marina, cruza el río Nanay y termina en el poblado de Santo Tomás. Cuando se trata de concreto masivo la principal diferencia que se presenta frente a un concreto distinto, es su comportamiento térmico. Esto se debe a que, la baja conductibilidad térmica del concreto no permite que el calor generado en su interior se disipe rápidamente, causando diferenciales altos de temperatura entre la cara expuesta del elemento y el interior. (1) Además, puede provocar temperaturas en el interior del elemento que puedan provocar reacción llamada Reacción interna del sulfato (RSI). El producto de esta reacción es Etringita Diferida (DEF), que puede provocar expansión del concreto, produciendo grietas y fisuras. En la construcción del puente en gran escala se usó elementos estructurales del concreto masivo. En la tesis se pretende investigar tres estructuras, que son: Viga Cabezal del Pilar 27, Cabezales de Pilotes de Torre 1 y 2, donde se tomó junto con el Consorcio Puente Nanay las lecturas de las temperaturas del fraguado de dichos elementos. Para ello se usó termocuplas, tipo de medidores de temperatura embebidos dentro del concreto conectados con cables que salen a superficie por medio de tubos donde se conecta con un lector especial y tomar temperaturas. En el pilar 27 se usó tres termocuplas en el núcleo y tres en la superficie en las XVII partes izquierda, central y derecha del elemento. De igual forma se hizo en los Cabezales de Pilotes de Torres 1 y 2, con diferencia que en cada parte se usó dos termocuplas en núcleo y dos en superficie para disminuir riesgo que alguna termocupla se dañe y esa zona del elemento masivo se quede sin poder tomar lecturas. Se pretendió dar a conocer cómo se comportó concreto masivo en condiciones climáticas y con materiales accesibles en la zona. Esa investigación es la primera de este tipo en la región, se realizó en la obra de la más grande envergadura y podrá servir de antecedente para muchas más investigaciones futuras en Loreto, Perú En los resultados se obtuvieron valores de temperaturas que en varios periodos de tiempo superaron límites establecidos por normas ACI 201.2R-16 (2016) “Guide to Durable Concrete” de Estados Unidos y Guía Técnica LCPC de Francia. Sin embargo, al final los elementos no presenciaron ningún efecto térmico como reacción interna del sulfato (RSI), ni fisuración por diferencias térmicas entre núcleo y superficie. Las estructuras no recibieron observaciones por parte del contratista, ni supervisión. Nosotros los autores de la investigación tampoco hemos observado grietas ni fisuraciones.
Influencia del aditivo superplastificante neoplast 8500 HP en las propiedades del concreto cemento - arena empleando agregado fino de la cantera ''Las Amazonas" carretera Iquitos - nauta km 20, Iquitos 2021"
(Universidad Científica del Perú, 2022-02-11) Trujillo Pinedo, Danny Jim; Bautista Serpa, Liliana
La ciudad de Iquitos, se encuentra geográficamente aislada de las demás ciudades del país, siendo sus únicos medios de transporte y comunicación: vía aérea y vía fluvial. Se caracteriza por la ausencia de agregado grueso y presencia de arena de granulometría fina, con bajo valor de módulo de fineza. Como material de construcción se emplea, por lo general, el concreto cemento-arena, el cual es preparado solo con arena, por falta de agregado grueso. La arena local empleada, al ser muy fina tiene valores altos de superficie específica, entonces requieren o exigen mayor cantidad de agua que un concreto convencional. Al emplear mayor cantidad de agua en el concreto cemento-arena, se generan mayores espacios vacíos en la pasta (porosidad); como consecuencia de la evaporación del agua libre y de la presencia de aire naturalmente atrapado, por eso la necesidad de emplear un aditivo reductor de agua de alto rango. La porosidad formada deja expuesta a la estructura al ingreso de líquidos y gases, ocasionando que estos elementos produzcan diversas reacciones químicas perjudiciales. La presente tesis tiene como objetivo investigar los efectos que produce el aditivo reductor de agua de alto rango y superplastificante sin retardo Neoplast 8500 HP en las propiedades del concreto cemento-arena elaborado con cemento portland tipo GU, de marca APU. Para la investigación se preparó concreto cemento-arena sin aditivo y con aditivo para mezclas de relaciones agua-cemento de 0.68, 0.62 y 0.56, denominando al concreto cemento-arena sin aditivo como concreto patrón. Se empleó la dosificación de 0.8% por peso del cemento. Se realizó pruebas en concreto fresco como: asentamiento (slump), peso unitario, contenido de aire atrapado, exudación y temperatura. En concreto endurecido se realizó pruebas de resistencia a la compresión y flexión. Posteriormente se realizó comparaciones de las mezclas con aditivo con mezclas sin aditivo (patrón). Los resultados arrojaron valores favorables en los diseños con aditivo con respecto a los sin aditivo. El ahorro de cemento para los diseños de relaciones agua-cemento 0.68, 0.62 y 0.56 fue 2.37, 3.34 y 2.59 bolsas por metro cúbico del concreto respectivamente, siendo el ahorro del cemento de 23.41 %, 29.27 % y 21.71 % respectivamente. Ahorro del costo del concreto se estimó en: 29.05, 54.22 y 27.74 soles peruanos respectivamente. La variación de la resistencia a la compresión resultó ser: 5.48 % de aumento para en el diseño 0.68, 1.17 % de aumento para 0.62 y 2.44 % de disminución para 0.56. Se concluyó que aditivo Neoplast 8500 HP influyó satisfactoriamente en las propiedades del concreto cementoarena, disminuyendo la cantidad del cemento y, por consiguiente, el costo del concreto, sin perjudicar sus propiedades mecánicas.
La permeabilidad al agua en el concreto cemento-arena. Indicador durabilidad, Iquitos - 2019
(Universidad Científica del Perú, 2020-12-14) Bautista Serpa, Liliana; Wong Ramírez, Félix
Iquitos, caracterizada por la ausencia de agregado grueso y presencia de arena de granulometría fina, con poca presencia de arenas de tamaño medio. El principal material de construcción es el concreto cemento-arena, elemento de características diferentes al concreto convencional preparado en el resto del país, quien es heterogéneo y discontinuo, por tanto, expuesto al ingreso de agentes agresivos que producen su deterioro físico y químico afectando su durabilidad. La permeabilidad es la propiedad del concreto que facilita el ingreso de estos agentes, estando muy relacionada a su velocidad de deterioro. Según Kumar Mehta, la permeabilidad depende de su relación agua/cemento, tamaño máximo del agregado, tiempo de curado y tipo de cemento. El problema general ¿cuál es el nivel de permeabilidad en el concreto cemento-arena de la ciudad de Iquitos-2019? El objetivo es determinar la permeabilidad al agua en el concreto cemento-arena de la ciudad de Iquitos. Se realizaron ensayos mediante la norma europea EN 12390-8. Como información adicional se realizó el ensayo de permeabilidad según norma colombiana NTC 4483, y el ensayo de densidad, absorción y vacíos en concreto endurecido según norma ASTM C642. Para el ensayo de permeabilidad, se elaboraron 33 especímenes de concreto cemento-arena, preparados para diferentes relaciones agua/cemento de la siguiente manera: 6 especímenes por cada mezcla de relación agua/cemento de 0.55, 0.60. 0.70 y 0.75, y 3 especímenes por cada mezcla de relación agua/cemento de 0.60, 0.70 y 0.75. Estos especímenes se ensayaron según norma EN 12390-8 y la NTC 4483 respectivamente. En los resultados se obtuvieron que en las mezclas de relación a/c de 0.55 y 0.66 se obtiene una permeabilidad media, y en las relaciones de 0.70 y 0.75 la permeabilidad es alta. La permeabilidad en el concreto cemento- arena es mayor que un concreto convencional, y la relación existente entre la permeabilidad y la relación agua/cemento es directa.
Propiedades del concreto (cemento-arena), obtenido a partir de arena de cantera fluvial - desembocadura del río tigre en río marañón, Perú - 2023
(Universidad Científica del Perú, 2025-03-03) Castillo Ramirez, José Enrique; Bautista Serpa, Liliana
En Iquitos y mayoría del territorio de la Región Loreto, casi exclusivamente se emplea arenas blancas cuarzosas y arenas grises de los depósitos fluviales. En varias investigaciones se constató que teóricamente esos agregados no son idóneos para la producción de los concretos, sin embargo, no existe ninguna alternativa viable. Por consiguiente, el conocimiento cómo se comportan los agregados de la zona es vital para poder comprender su problemática y buscar posibles soluciones. Práctica ingenieril demuestra que, aunque estos agregados no cumplen con las especificaciones técnicas, si se emplean en la construcción. De manera tal que el objetivo principal de la investigación es conocer las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena) con arena de cantera fluvial de la desembocadura del Río Tigre en el Río Marañón. Teniendo como problema general, ¿Cuáles son las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena) con arena de cantera fluvial de la desembocadura del Río Tigre en el Río Marañón? Inicialmente, se llevaron a cabo los ensayos para determinar las propiedades físicas de los agregados. Luego, se elaboraron los diseños de mezcla para el concreto utilizando tres diferentes relaciones agua/cemento: 0.58, 0.63 y 0.69. Por último, se efectuaron pruebas tanto en el estado fresco como en el endurecido. Los datos recolectados correspondieron a un periodo de 28 días. Finalmente, del análisis de los resultados de las propiedades del concreto en estado endurecido se observó una tendencia de incremento de resistencia a la compresión a los 28 días de los testigos, la resistencia a la compresión obtenida para la relación a/c de 0.58 respectivamente para los 7, 14, y 28 días resultaron las siguientes: 249, 309 y 333 Kg/cm2. Para la relación a/c de 0.63 respectivamente para los 7, 14, y 28 días resultaron las siguientes: 217, 261 y 274 Kg/cm2. Y la resistencia a la compresión obtenida para la relación a/c de 0.69 respectivamente para los 7, 14, y 28 días resultaron las siguientes: 173, 222 y 234 Kg/cm2. De esto podemos observar que a mayor relación a/c, la resistencia xv a la compresión serán menores. Pese a realizar los ensayos con agregado fino marginal se obtuvieron resultados favorables, en cuanto a la producción se observa que podemos obtener agregados aceptables dentro de determinados límites.